Yaw Rate Estimation Algorithm of Vehicle Dynamics with the Yaw-Roll Vehicle Model

Junlai Zhao,Changseok Lee,Seunghwan Baek,Duksun Yun,Kwangsuck Boo 제어로봇시스템학회 2009 제어로봇시스템학회 국내학술대회 논문집 Vol.2009 No.9

Vehicle steady-state cornering is a significant research area for vehicle handling. The accurate measurement of vehicle yaw rate is important for vehicle dynamics control. Generally, the gyro is used as a yaw rate sensor for measuring the vehicle yaw rate. But it costs too much to be used commercially as an on-vehicle sensor. So we looked for a new sensor called fusion sensor instead of the yaw rate sensor. The fusion sensor is installed in MR-CDC Damper which is included in each wheel of the vehicle. The accelerations of each wheel of the vehicle are used to calculate the yaw rate at the COG of the vehicle. An estimation scheme is proposed to calculate the yaw rate of the vehicle. In this paper, a yaw-roll model is used to describe the vehicle dynamics and the yaw rate error caused by the body side slip angle is also discussed here.

수동휠체어 계단 승월을 보조하기 위한 전동어시스트 모듈의 직진 주행 보정 기법에 관한 연구

정지안,황현창,이원영,이응혁 대한전자공학회 2019 전자공학회논문지 Vol.56 No.12

In this paper, we propose the Yaw angle estimatiopn technique using the Roll and Pitch angles and directness alignment controller using the Yaw angle. To evaluate the performance of the proposed alignment control technique, the experimental environment was constructed by considering the external force situation at the real stair level. Through the experiment, Yaw was applied to each estimation technique and directness alignment controller. The experimental results showed that the calibration time of 0.7 seconds was taken at the Yaw angle of 11° to verify the performance of the Yaw respective estimation technique and the directness alignment controller 본 논문에서는 계단 이동 보조 로봇의 외력에 의해 발생한 Yawing을 Yaw 각 추정 기법과 추정된 Yaw 각을 이용한 전동 어시스트 모듈 직진성 보정 제어기법을 제안한다. 제안한 보정 제어기의 성능 평가를 위해 실계단에서의 외력 상황을 고려하여 실험환경을 구성하였으며, 실험을 통하여 Yaw 각 추정 기법과 직진성 보정 제어기에 적용하여 실험하였다. 실험 결과 11°의 Yaw각도에서 0.7초의 보정 시간이 소요되어 Yaw 각 추정 기법과 직진성 보정 제어기의 성능을 검증하였다.

비전 시스템에 의한 풍력발전기의 Yaw방향 추정

정명희(Myung-Hee Jeong),정준익(Jun-Ik Jeong),노도환(Do-Hwan Rho) 대한전기학회 2006 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2006 No.10

풍력발전기에 있어서 블레이드의 Yaw방향 제어는 끊임없이 변화하는 풍향에 대해 효율의 극대화와 블레이드의 강도 및 진동측면에서 대단히 중요하다. 기존의 플레이드 Yaw 방향 측정은 접촉 및 비접촉 센서가 이용되어왔다. 본 논문에서는 풍력발전기의 원격모니터링 시스템에서 기본적으로 설치되는 카메라를 이용하여 블레이드의 Yaw방향을 측정하는 방법을 제안한다. 블레이드가 풍향에 따라 회전할 때 영상 누적을 행하고, 누적영상에 대해 경계점을 추정하여 타원의 궤적을 추정한다. 추정된 경계점들을 이용하고 최소자승법을 적용하여 타원방정식을 추정하고, 장축과 단축을 연산한다. 장축과 단축의 변화를 이용하여 카메라의 촬영방향의 기준점으로부터 Yaw방향의 변화를 정량적인 값으로 산출하여 이를 바탕으로 Yaw 회전각을 추정한다. Yaw 방향 추정의 검증을 위해 블레이드 속도와 Yaw 방향의 제어가 가능한 모형풍력발전기를 제작하고 실험을 통하여 제안한 추정알고리즘의 유효성을 검증한다.

차륜형 캐터필러 및 좌석 위치 가변 구조를 갖는 휠체어계단 이동 보조기기의 직진 주행 보정에 관한 연구

엄수홍,정지안,이원영,이응혁 한국전기전자학회 2022 전기전자학회논문지 Vol.26 No.4

This paper proposes an algorithm for correcting indirect situations resulting from the wheelchair moving thestairs with wheel-type caterpillar and seat position variable. For analyzing the Yawing movement model, thechange of Yaw value was estimated using Roll, Pitch, and Yaw in the driving environment, and it was used as acontrol variable and the information of the wheel drive controller. The verification confirmed the correction ofabout 10° of Yawing movement within about 7 seconds. It was confirmed that the angular velocity was reduced by47.5% in seat position change. 본 논문은 차륜형 캐터필러 및 좌석 위치 가변 구조를 갖는 휠체어 계단 이동 보조기기의 구조에서 비롯되는 계단 이동 중 직진주행 이탈 상황을 모델링 하고 추정 및 보정하는 알고리즘을 제안하였다. 주행 이탈 상황은 플랫폼의 Yawing 상황 모델 분석으로주행 환경 특성상 Roll, Pitch와 Yaw 사이에 관계를 이용하여 Yaw값 변화 추이를 추정 하였으며, 차륜 구동 제어기의 제어변수및 좌석 위치 제어 변수로 활용하였다. 정량적 검증 결과 약 10°의 Yawing 상황에서 약 7초 내외로 직진성 보정을 확인 하였으며,좌석 위치 변화로 경로 보정간 회전 각속도를 47.5% 감소 시켜 직진성 보정에 효과가 있음을 확인 하였다.

Yaw가 있는 긴 관통자에 대한 이중 비행경사판재의 방호성능 분석

백승훈,김승조,유요한,이민형,Paik, Seung-Hoon,Yoo, Yo-Han,Lee, Min-Yeong 한국군사과학기술학회 2006 한국군사과학기술학회지 Vol.9 No.1

The protection capability against an enhanced long rod(L/D=30) with yaw is investigated numerically and compared with that of shorter one(L/D=15). In addition details of interactions between yawed long rods and oblique plate velocity are examined. Through the simulation results, we find that dual flying plates system is more effective with longer rod due to the elongated disturbance. The protection performance is more effective for the penetrator with $+6^{\circ}$ of yaw angle than that with a yaw angle of $-6^{\circ}$.

풍력터빈 요 운동에 대한 기계적 하중 해석

남윤수(Yoonsu Nam),최한순(Han Soon Choi) 대한기계학회 2012 大韓機械學會論文集A Vol.36 No.5

요 제어는 풍력 터빈의 전력 생산과 구조물의 기계적인 하중 발생에 밀접한 관계를 갖고 있다. 풍력 터빈으로 불어오는 바람의 방향과 나셀(nacelle)의 방향이 일치하지 않을 경우 발생하는 요 오차에 의하여, 풍력 터빈의 에너지 회수 효율이 감소하고, 블레이드(blade)에는 비대칭/불평형 하중이 증가하게 된다. 따라서, 요 오차를 감소시키기 위한 요 제어 시스템은 풍력 터빈의 중요한 서브시스템 중에 하나이다. 그러나, 요 운동은 요 축 주위에 발생하는 여러 하중들에 의하여, 그 운동의 빠르기가 제약을 받게 된다. 본 논문에서는 기본적인 요 시스템의 원리에 대하여 간략히 살펴보고, 요 운동에 의하여 회전 날개에 발생된 기계적 하중이 어떻게 요 축 주위의 하중들로 전파되는지, 또한 이러한 하중들의 특성은 무엇인지에 대하여 살펴보았다. The yaw control, a major part of the wind turbine, is closely related to the efficiency of electric power production and the mechanical load. The yaw error, which results from the nacelle not being appropriately aligned in the wind direction, not only decreases the power output but also reduces the lifetime of the wind turbine as a result of large fatigue loads. However, the yawing rate cannot be increased indefinitely because of constraints on mechanical loads. This paper investigates the characteristics of an active yaw control system, the basic principle of the system, and mechanical loads around the yaw axis during yawing.

Targeted presurgical decompensation in patients with yaw-dependent facial asymmetry

Kyung-A Kim,Ji-Won Lee,Jeong-Ho Park,Byoung-Ho Kim,Hyo-Won Ahn,Su-Jung Kim 대한치과교정학회 2017 대한치과교정학회지 Vol.47 No.3

Facial asymmetry can be classified into the rolling-dominant type (R-type), translation-dominant type (T-type), yawing-dominant type (Y-type), and atypical type (A-type) based on the distorted skeletal components that cause canting, translation, and yawing of the maxilla and/or mandible. Each facial asymmetry type represents dentoalveolar compensations in three dimensions that correspond to the main skeletal discrepancies. To obtain sufficient surgical correction, it is necessary to analyze the main skeletal discrepancies contributing to the facial asymmetry and then the skeletal-dental relationships in the maxilla and mandible separately. Particularly in cases of facial asymmetry accompanied by mandibular yawing, it is not simple to establish pre-surgical goals of tooth movement since chin deviation and posterior gonial prominence can be either aggravated or compromised according to the direction of mandibular yawing. Thus, strategic dentoalveolar decompensations targeting the real basal skeletal discrepancies should be performed during presurgical orthodontic treatment to allow for sufficient skeletal correction with stability. In this report, we document targeted decompensation of two asymmetry patients focusing on more complicated yaw-dependent types than others: Y-type and A-type. This may suggest a clinical guideline on the targeted decompensation in patient with different types of facial asymmetries.

인휠 독립구동 후륜 전기자동차의 구동력 및 선회 제어에 관한 연구

김상호(Sangho Kim),김창준(Changjun Kim),김동형(Donghyung Kim),최주영(Jooyoung Choi),최민석(Minsuk Choi),한창수(Changsoo Han) 한국자동차공학회 2011 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2011 No.5

In this paper, the method for the traction and yaw-rate control for the rear in-wheel independent drive electric vehicle is presented. An electric vehicle which is equipped with the in-wheel motors has advantages in terms of control. For the traction control, the slip ratio of the vehicle is regulated by controlling the wheel speed as the target value. And for the yaw-rate control, the desired yaw-rate is calculated from the reference yaw-rate model with the driver’s steering input. To follow the desired yaw-rate, the yaw-moment from the torque difference of the two rear wheels assists the vehicle’s lateral motion. Then from these two kinds of control method, the cooperative control method for the vehicle can be defined. The proposed method is simulated using TruckSim software with MATLAB Simulink. The simulation result shows the performance and the effectiveness of the proposed method.

외바퀴 로봇의 Yaw 방향 회전 제어

황종명,배동석,이장명 한국로봇학회 2008 로봇학회 논문지 Vol.3 No.4

The field of robots is being widely accepted as a new technology today. Many robots are produced continuously to impart amusement to people. Especially the robot which operates with a wheelbarrow was enough of a work of art to arouse excitement in the audiences. All the wheelbarrow robots share the same technology in that the direction of roll and pitch are acting as balance controllers, allowing the robots to maintain balance for a long period by continuously moving forward and backward. However one disadvantage of this technology is that they cannot avoid obstacles in their way. Therefore movement in sideways is a necessity. For the control of rotation of yawing direction, the angle and direction of rotation are adjusted according to the velocity and torque of rotation of a motor. Therefore this study aimed to inquire into controlling yawing direction, which is responsible for rotation of a robot. This was followed by creating a simulation of a wheelbarrow robot and equipping the robot with a yawing direction controlling device in the center of the body so as to allow sideway movements.

대기경계층 속에 놓인 컨테이너 크레인의 풍하중에 관한 실험적 연구

강종훈,김용환,이상준 한국풍공학회 2004 한국풍공학회지 Vol.8 No.2

본 연구에서는 1/150 스케일로 축소시킨 컨테이너 크레인 모델을 균일유동, 해안지역 그리고 평활지역 대기경계층 내부에 설치하고 풍하중 특성변화를 실험적으로 연구하였다. 풍하중은 7성분 밸런스를 이용하여 풍향(yaw각)을 변화시키면서 측정하였다. 항력계수와 피칭모멘트계수는 yaw각 θ=±30°와 θ=±150°부근에서 최대값을 가지며, θ=±90°부근에서 최소값을 가지는 것으로 나타났다. 크레인 모델의 구조물들 사이의 강한 상호작용이 wavy한 공력계수 변화를 발생시킨 것으로 보인다. 균일유동의 경우에 비해 해안지역 대기경계층의 경우 약 14% 정도, 평활지역 대기경계층의 경우 약 20% 정도 최대풍하중이 감소하는 것으로 나타났다. 그리고 boom down인 조업조건에 비해 boom up시킨 경우에는 항력계수가 약 9~16% 증가하였다. The wind load characteristics of a container crane model were investigated experimentally. The wind load acting on the crane model was measured using a 7-component balance with varying wind direction (yaw angle). Effects of atmospheric boundary layer and boom position on wind load variation were considered in this study. The crane model was placed in a uniform flow, an open coast (n=1/10) and an open terrain (n=1/7) atmospheric boundary layer. Drag and pitching moment coefficient have maximum values at yaw angles of θ=±30°, ±150° and minimum values at θ=±90°. Strong interaction between flow and slender structure elements causes wavy variation of the aerodynamic coefficients with respect to yaw angle. The maximum wind load was reduced about 14% in case of open coast (n=1/10) and about 20% in case of open terrain (n=1/7), compared with that in a uniform flow. Drag coefficient was increased about 9~16% at boom up condition, compared with the crane of boom down.